Question

某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图1装置来一次性完成N、C、Si三种非金属元素的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律。图2中，A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸。已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气。

(1)甲同学实验（如图1）中选用的三种物质名称分别为：______________________________；

(2)乙同学实验（如图2）中：A处反应的离子方程式为：_______________________________；

   B处的实验现象为：___________________________；

   该实验不能完全证明卤素性质的递变规律，请简述原因：__________________。

Answer

稀硝酸、碳酸钙或碳酸钠、硅酸钠或硅酸钾溶液 Cl2+2Br-=Br2+2Cl- 试纸变蓝 过量氯气和碘化钾反应置换出碘单质，也使淀粉碘化钾试纸变蓝，不能证明溴元素非金属性强于碘元素

【解析】（1）验证元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，验证元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，所选取的酸应为稀硝酸，碳酸钙或碳酸钠，烧瓶中是碳酸钠与稀硝酸反应，生成硝酸钠、水、二氧化碳；C中应盛装硅酸钠溶液或硅酸钾溶液，以此来证明碳酸、硅酸的酸性强弱，由于碳酸酸性比硅酸强，在C中通入二氧化碳气体生成硅酸沉淀，因此烧杯中反应的离子方程式是CO2+SiO32－+H2O=H2SiO3↓+CO32－，H2SiO3是白色胶状沉淀，此实验设计有缺限，硝酸具有挥发性，与硅酸钠反应的可能是硝酸。答案： 稀硝酸、碳酸钙或碳酸钠、硅酸钠或硅酸钾溶液；（2）单质的氧化性Cl2＞Br2＞I2，A处氯气通过沾有NaBr溶液的棉花溴化钠溶液，发生置换反应生成溴，反应的离子方程式为Cl2+2Br－=Br2+2Cl－，故答案为：Cl2+2Br－=Br2+2Cl－；B处：单质的氧化性Cl2＞Br2＞I2，则B处氯气通过湿润的淀粉KI试纸，氯气与KI反应Cl2+2KI═2Cl－+I2，生成碘单质，碘遇淀粉变蓝色。故答案为：湿润的淀粉KI试纸变蓝。该实验不能完全证明卤素性质的递变规律，请简述原因： 过量氯气和碘化钾反应置换出碘单质，也使淀粉碘化钾试纸变蓝，不能证明溴元素非金属性强于碘元素。

点睛：本题将元素及其化合物、元素周期律与非金属性强弱比较的实验设计结合起来，具有较强的综合性，有一定的难度，注意实验设计的原理和方法。解题关键：（1）验证元素非金属性，由图可知应是利用最高价含氧酸的酸性强弱比较，所选取的酸应为稀硝酸，固体药品应为碳酸钠等碳酸盐，烧瓶中是碳酸钠与稀硝酸反应，生成硝酸钠、水、二氧化碳；C中应盛装硅酸钠溶液等硅酸盐，以此来证明碳酸、硅酸的酸性强弱，碳酸酸性比硅酸强。图2浓盐酸和高锰酸钾在常温下发生氧化还原反应生成氯气，非金属性Cl＞Br＞I，单质的氧化性Cl2＞Br2＞I2，卤素单质之间可发生置换反应。